SQUID MPMS XL-5

Quantum Design MAGNETOMETRO SQUID MPMS XL-5

Alberto M.Testa  -

Sara Laureti  -

Laboratorio Materiali Magnetici Nanostrutturati (nM2-Lab)

 
Il magnetometro MPMS basato su SQUID-RF è un sistema completamente automatizzato utilizzato per caratterizzare i materiali quando è necessaria la massima sensibilità di rilevamento in un ampio intervallo di temperature e campi magnetici applicati (fino a diversi Tesla). Il dispositivo RF SQUID funge da convertitore flusso magnetico/tensione, rivelando la variazione di  flusso magnetico dovuta alla traslazione meccanica del campione attraverso un sistema di bobine di pick-up superconduttive in configurazione gradiometro del II ordine, necessaria alla soppressione dell’ effetto di  campi magnetici esterni non uniformi); la variazione di  flusso viene infine convertita in un profilo di tensione (VSQUID) dal quale e’ possibile dedurre il momento magnetico mediante una procedura di fit  assumendo che il profilo di tensione sia assimilabile a quello generato da un  dipolo magnetico.
 
 

SPECIFICHE TECNICHE

  • Magnete Superconduttore da Hmax = 5.5 T 
  • Temperatura variabile 4K < T < 400K
  • Sensibilita’  nel momento magnetico:  :  1 *10-6 emu

TECNICHE DISPONIBILI

Il software di controllo MPMS supporta una serie di differenti protocolli di misura per valutare le proprietà magnetiche primarie (ad es. Ms, Hc, Kan, TC)  e per studi avanzati sulle interazioni interparticella (grano), meccanismo di inversione della magnetizzazione e simmetria di anisotropia magnetica.

  • Cicli d’isteresi
  • Curve di magnetizzazione rimanente dopo demagnetizzazione
  • Misure di magnetizzazione rimanente isoterma  (IRM)
  • δM / Henkel plot
  • Misure di magnetizzazione dipendenti dalla temperatura in condizioni di raffreddamento in assenza (ZFC) / presenza (FC) di campo applicato
  • Curve di TermoRimanenza
  • Misure di magnetizzazione dipendenti dal tempo
 

CAMPIONI

  • Dischi o film sottili: diam =3x3 (ideale),  
  • Contenitori  Speciali per campioni in forma di polveri e liquidi  

  • Durata tipica dell’ acquisizione di un loop di isteresi approx. 120 min

 

UTILIZZATO PER

  • Film sottili magnetici ed eterostrutture
  • Nanoparticelle magnetiche
  • Nanoarchitettura magnetica
  •  Nanocompositi magnetici ibridi
  • Studi fondamentali su materiali di interesse  applicativo (energia, biomedicina, sensori, ambiente, ICT e patrimonio culturale)
 
 

ESEMPI APPLICATIVI

Proprietà magnetiche di nanoparticelle ultra-fini di CoFe2O4


Le proprietà magnetiche di nanoparticelle ultra-fini di CoFe2O4 (3 nm) sono state studiate mediante misure di magnetizzazione DC in funzione della temperatura e del campo magnetico. Le caratteristiche principali del comportamento magnetico sono il blocco dei momenti di particelle non interagenti (ZFC Tmax ≈ 40 K), un rapido aumento della magnetizzazione di saturazione a bassa T (fino a valori superiori a quelli del materiale bulk) e un aumento dell'anisotropia inferiore a 30 K a causa della comparsa di un accoppiamento di scambio. Il comportamento a bassa temperatura è determinato da un congelamento degli spin di superficie. Lo spin-canting localizzato e la distribuzione cationica tra i due sotto-reticoli della struttura a spinello spiegano quantitativamente l'aumento osservato nella magnetizzazione di saturazione.
 
Si veda: D. Peddis et al., Nanotechnology  21, 22341 ( 2010) 125705 ( 2010)

 
 
 

Ferromagnetismo in nanodots di Mn-Si 0.3 Ge 0.7 autoassemblati su Si (100)
 
Le proprietà magnetiche di nanocristalliti di Mn5Ge1Si2 incorporati in nanodots di Si0.3Ge0.7 autoassemblati sono state studiate mediante misure di magnetizzazione DC in funzione della temperatura e del campo magnetico. In particolare, e’ stato osservato un comportamento ferromagnetico con una temperatura di Curie di ca. 225 K e un valore dell'esponente critico β = 0,202 che indica un comportamento magnetico di tipo planare XY - 2D di dimensioni finite, con isteresi osservabile (T= 5K nel caso specifico) solo nel piano XY.
 
Si veda: P. De Padova et al., J. Phys.: Condens. Matter 24 (2012) 142203

 
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